二氧化钛基可见光催化剂的制备及其性能研究
本文选题：二氧化钛 + 复合纳米材料 ； 参考：《吉林大学》2017年博士论文
【摘要】：二氧化钛基可见光催化剂具有较好的化学稳定性,良好的光利用率,以及丰富的形貌、结构、种类和组成等,在光解水产氢、光催化CO_2资源化等能源领域和光降解、水处理等环境领域都得到了广泛的实际应用,同时也普遍存在于我们日常生活中的方方面面。大量的研究表明,在诸多方法中,设计构筑二氧化钛复合材料是一种制备高效可见光催化剂最为简单而实用的方法,不同的金属纳米粒子和半导体材料都可以有效改善二氧化钛材料的光催化性能。本文从二氧化钛复合材料的结构出发,探索制备二氧化钛基可见光催化剂的新方法,尝试制备新型的二氧化钛基可见光催化剂,并研究这些材料在光降解和光催化合成精细化工品等领域中的应用。论文第二章介绍了一种Au和Fe_3O_4纳米微粒共嵌的TiO_2复合纳米纤维。将静电纺丝法和浸渍法有效结合,可以有效的将Au和Fe_3O_4纳米微粒植入到TiO_2纳米纤维内部,所制备的材料具有均一的形貌和粒径,以及较强的磁性和非常好的可见光响应能力。相比于简单的将重金属纳米微粒负载在TiO_2纳米纤维表面,将重金属纳米微粒嵌入纤维可以更有效率地改善材料对光的吸收效率并减缓载流子的复合速率,从而当在可见光下降解有机染料时,材料表现出优良的催化效率和稳定性。另外,将Fe_3O_4纳米微粒嵌入到TiO_2纳米纤维内部可以赋予材料较强的磁性,能够解决材料的分离和重复利用等问题。论文第三章结合静电纺丝技术与高温煅烧法,可以直接制备出具有ZnO/TiO_2异质结构的复合纳米纤维。该材料具有均一的形貌和尺寸分布,制作成本低廉,同时,ZnO纳米粒子高度分散于TiO_2纳米纤维内部,创造了大量的ZnO/TiO_2界面,非常有利于电荷的快速分离和电子的高效传递等,使得光生电子/空穴的寿命和利用率得到大幅提升。在光降解罗丹明B水溶液时,ZnO/TiO_2复合纳米纤维的降解率和降解速率要明显高于相应的TiO_2样品,并且其降解速率随着样品中ZnO含量的增加而降低。论文第四章结合静电纺丝技术和水热法,制备出一种Ag Br表面修饰的磁性二氧化钛复合纳米纤维。Ag Br作为一种典型的半导体材料,不仅可以明显加强材料的光响应能力,而且可以高效捕获电子,改善光生电子/空穴的利用率,从而加强复合纳米纤维的光降解效率。同时,由于Fe_3O_4纳米粒子的存在,材料具有较强的磁性,在外在磁场作用下能够实现快速分离和重复利用。论文第五章利用硬模板法和晶种生长法,制备出一种可见光催化剂Au@Pd@TiO_2,材料内部具有丰富均一的大孔结构,Au@Pd双金属纳米粒子高度稳定分散于这些大孔孔道中,并且具有较强的可见光的响应能力。正是因为双金属纳米粒子强烈的表面等离子体效应及其与载体间强烈的相互作用,和丰富均一的大孔结构,该光催化剂在可见光辐射下醇的需氧氧化反应中,表现出非常好的催化活性和稳定性。我们进一步发现,光源可以取代热源加速氧化反应的进行,从而提高反应的选择性。
[Abstract]:This paper introduces a new method for preparing titanium dioxide based visible light catalyst , which can effectively improve the light absorption efficiency and reduce the recombination rate of the carrier .
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 张济宇;用光催化剂氧化空气中的苯[J];化工环保;2000年03期
2 ;光催化剂及其应用[J];大众标准化;2002年10期
3 ;纳米固体光催化剂[J];机电设备;2003年05期
4 ;炭与TiO_2光催化剂的复合及协同作用研究进展[J];中国光学与应用光学文摘;2004年06期
5 唐剑文;吴平霄;叶代启;党志;曾少雁;刘云;王菲菲;谢先法;;钛柱撑膨润土光催化剂的制备及其催化性能的研究[J];地质学报;2006年04期
6 王勇;张军;杨青林;郭林;嵇天浩;邓元;江雷;;炭与TiO_2光催化剂复合研究进展[J];材料导报;2006年S2期
7 刘子全;;磁载TiO_2光催化剂的进展[J];长春理工大学学报(高教版);2007年01期
8 李景印;韩忠宵;李朝阳;王辉;李子成;;碳纳米管改性TiO_2光催化剂的制备及性能[J];化学研究;2008年01期
9 孙杨;李晓丹;杨梅;邵忠财;苏会东;洪营;;TiO_2光催化剂的研究进展[J];渤海大学学报(自然科学版);2008年02期
10 罗磊;李志光;涂飞跃;李琼;;TiO_2光催化剂的负载技术研究进展[J];化工科技;2008年04期
相关会议论文 前10条
1 朱永法;;高能效高活性光催化剂的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
2 陈红霞;;光催化剂的制备及其应用[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
3 周秀文;;纳米级TiO_2光催化剂的性能及应用前景[A];四川省环境科学学会2003年学术年会论文集[C];2003年
4 传秀云;;纳米组装天然多孔矿物作为TiO_2光催化剂载体应用研究[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年
5 传秀云;;天然多孔矿物作为TiO_2光催化剂载体应用研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
6 杨海峰;张苹;曹阳;;TiO_2光催化剂改性的研究进展[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
7 何雨洋;王家强;;以生物粉末为模板制备高效TiO_2光催化剂[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
8 吴保朝;丁正新;付贤智;员汝胜;;TiO_2/M_xO_y/SiO_2纤维态光催化剂的制备及催化性能研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
9 刘秀华;;贵金属元素掺杂TiO_2光催化剂[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
10 秦祖赠;刘自力;杨克迪;文衍宣;;含铟、铋可见光催化剂的研究进展[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
相关重要报纸文章 前10条
1 本报记者 董小雷;环保技术新宠——光催化剂[N];中国化工报;2002年
2 蔡忠仁;高效光催化剂抑菌防霉[N];中国化工报;2011年
3 ;纳米固体光催化剂获发明专利[N];今日信息报;2003年
4 蔡忠仁;纳米固体光催化剂获发明专利[N];中国化工报;2003年
5 罗海基;住友化工开发出可见光型氧化钛光催化剂[N];中国有色金属报;2003年
6 记者 吴苡婷;书写“水变氢”的传奇[N];上海科技报;2011年
7 武文;二氧化钛自洁玻璃大市场正在形成[N];中华建筑报;2002年
8 ;日本开发出一种高效分解水的新型催化剂[N];中国高新技术产业导报;2002年
9 胡连荣;日本高速路的立体环保举措[N];中国环境报;2003年
10 虹影;日本开发降温新建材[N];中国房地产报;2004年
相关博士学位论文 前10条
1 滕凤;TiO_2光催化剂的改性研究及其器件化应用[D];兰州大学;2015年
2 董淑英;锌、铋系/石墨烯可见光催化剂的制备及其性能研究[D];河南师范大学;2014年
3 董红军;IVA和VB族银基复合氧化物的光催化活性及稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
4 刘洪燕;金属纳米粒子表面等离子体光催化剂的制备、表征和光催化产氢性能研究[D];华南理工大学;2015年
5 朱艳艳;结构调控对半导体光催化活性的影响研究[D];清华大学;2015年
6 朱英明;纳米二氧化钛基光催化剂的改性和光催化性能研究[D];天津大学;2015年
7 孙圣楠;金属与非金属改性TiO_2/ASC光催化剂的制备与NO氧化表面光电子行为研究[D];中国海洋大学;2015年
8 吴伟明;硝基苯类有机物的光催化加氢及其机理研究[D];福州大学;2014年
9 张燕辉;石墨烯基复合光催化剂的制备及其催化性能的探索研究[D];福州大学;2014年
10 曹保卫;钒酸铋基半导体光催化剂的水热合成光催化性能研究[D];西安建筑科技大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 黄艳;硫化物掺杂TiO_2光催化剂的合成及性质研究[D];西北大学;2011年
2 李亚男;几种水生植物叶和几种植物粉模板TiO_2光催化剂的合成及其性能研究[D];云南大学;2012年
3 饶砚迪;三元光催化剂TiO_2-Ca(OH)_2-Graphite的设计、制备及在太阳光下降解染料废水的研究[D];燕山大学;2015年
4 刘晓霞;尖晶石型复合氧化物的制备及其光催化性能的研究[D];华南理工大学;2015年
5 赵成;聚苯胺负载氧化亚铜磁性可见光催化剂的制备及催化性能研究[D];天津理工大学;2015年
6 马帅华;复合型硫化物光催化剂催化还原CO_2的性能研究[D];天津理工大学;2015年
7 王欢;Ag@AgX插层复合物光催化剂的制备及活性研究[D];河北联合大学;2014年
8 马春红;上转换发光剂/TiO_2复合膜的制备及其光催化降解污染物同时制氢的研究[D];辽宁大学;2015年
9 王平;新型光催化剂及光降解塑料薄膜的制备[D];郑州大学;2015年
10 黄民忠;可面对船舶污水的稀土上转换纳米复合材料的研究[D];集美大学;2015年
，本文编号：2063188
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2063188.html
